貴州苗族紅酸湯對單純性肥胖大鼠血清及腸道炎性的影響

周倩倩，袁 欽，王楠蘭，楊紅梅，史勛祝，王惠群*

（1.貴州醫科大學 公共衛生與健康學院 環境污染與疾病監控教育部重點實驗室，貴州 貴陽 550025；2.貴州醫科大學公共衛生與健康學院營養與食品衛生學系，貴州 貴陽 550025；3.貴州省食品營養與健康工程研究中心，貴州 貴陽 550025；4.貴州省銅仁市人民醫院，貴州 銅仁 550043；5.麻江縣明洋食品有限公司，貴州 黔東南 557603）

苗族紅酸湯是由番茄、紅辣椒、木姜子及生姜等原料經二次發酵制成的貴州省民族特色發酵食品，其既保留了原有的番茄紅素和辣椒堿，又形成了乙酸、乳酸等風味成分，酸味醇厚[1]。據報道番茄紅素和辣椒堿具有降低膽固醇，改善血脂和減輕炎癥的作用[2-3]，而有機酸具有抗氧化作用[4]。

肥胖會導致機體輕度慢性炎性反應，進而引起高血糖和血脂紊亂[5-10]。諸多研究表明，發酵食品可以通過降低肥胖者體內的炎性反應，改善機體的血糖及血脂代謝。ALI M W等[11]研究發現，發酵泡菜具有降血脂、抗氧化和抗炎的作用；DENG X等[12]研究發現，釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）發酵的混合果汁可以抑制與肥胖相關的脂肪酶活力；WASTYK H C等[13]研究發現，發酵食品可以增加腸道菌群的多樣性和物種豐富，減少身體的炎性反應。

目前，關于紅酸湯對單純性肥胖大鼠慢性炎癥的研究鮮見報道，因此，本研究采用紅酸湯灌胃高脂飲食誘導的單純性肥胖大鼠，以灌胃等體積的蒸餾水為陽性對照，連續灌胃12周后，稱量大鼠體質量，并測定Lee's指數、脂肪指數、空腹血糖（fasting plasma glucose，FPG）及血脂水平、腸道內容物pH及短鏈脂肪酸（short chain fatty acids，SCFAs）含量、血清及腸道組織中腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細胞介素6（interleukin 6，IL-6）和單核細胞趨化蛋白1（monocyte chemoattractant protein，MCP-1）含量，探討紅酸湯對肥胖大鼠血清及腸道慢性炎癥的影響，以期為貴州省民族特色發酵食品—苗族紅酸湯的開發利用提供參考和理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

苗族紅酸湯：市售。

基礎飼料：由貴州醫科大學動物實驗中心提供，其成分包括粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分、粗水分及微量元素和氨基酸等。高脂飼料：78.8%基礎飼料、1%膽固醇、10%蛋黃粉、10%豬油、0.2%膽鹽。

實驗動物：無特定病原體（specific pathogen free，SPF）級雄性SD大鼠，6周齡，體質量（160±20）g，共40只，由貴州醫科大學實驗動物中心提供，許可證號為SCXK（遼）2020-0001。本次動物實驗在貴州醫科大學實驗動物中心進行，已獲得貴州醫科大學實驗動物倫理審查委員會批準（倫理審批號：NO.2100228）。實驗環境：環境溫度（25±0.5）℃，相對濕度55%，明暗交替周期12 h/12 h，保持良好通風。

1.1.2 試劑

腫瘤壞死因子-α（TNF-α）試劑盒、白細胞介素6（IL-6）試劑盒、單核細胞趨化蛋白1（MCP-1）試劑盒：武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司；短鏈脂肪酸（SCFAs）標準品（純度≥98%）：上海阿拉丁試劑有限公司；磷酸鹽緩沖液（phosphate buffer saline，PBS）（分析純）：上海埃澤思生物科技有限公司；甲醇（分析純）：廣東予能實驗室設備科技有限公司。

1.2 儀器與設備

TDL-5000bR臺式高速離心機：上海安亭儀器廠；GC-2010plus氣相色譜（gas chromatography，GC）儀：日本島津公司；SCIENTZ-ⅡD超聲破碎儀、Multiskan GO超級酶標儀、HPX-9162MBE恒溫孵育箱：美國Thermo Scientific公司；HD-F2600全自動血生化分析儀：濟南漢方醫療器械有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 苗族紅酸湯樣品的制備

將苗族紅酸湯和蒸餾水按質量比4∶1混勻稀釋，稀釋后的苗族紅酸湯加熱至沸騰，冷卻，過濾去除殘渣后備用。

1.3.2 實驗動物分組及干預

實驗動物分組：40只大鼠適應性飼喂基礎飼料1周后，按照體質量隨機分為4組，陰性對照組：飼喂普通飼料，灌胃等體積的蒸餾水；陽性對照組：飼喂高脂飼料，灌胃等體積的蒸餾水；低劑量酸湯組：飼喂高脂飼料，灌胃4 g/（kg·體質量）苗族紅酸湯；高劑量酸湯組：飼喂高脂飼料，灌胃8 g/（kg·體質量）苗族紅酸湯。

干預方式和時間：每日下午3點，以灌胃方式，連續干預12周，每次灌胃前稱取大鼠體質量，其余時間動物可自由攝取飼料及飲水。干預期間記錄大鼠的一般形態學特征，包括體態、毛發、精神狀態、嗜睡情況、活動量以及死亡情況等。

1.3.3 實驗動物解剖和取材

干預12周末，所有大鼠禁食12 h，腹腔注射1%的戊巴比妥鈉進行麻醉，心尖取血并保存在非抗凝的生化管中，常溫靜置10～20 min后，3 000 r/min離心15 min后取血清分裝，-80 ℃冷凍保存，用于血糖、血脂水平及血清炎癥因子的測定。開腹取出小腸組織，-80 ℃凍存，用于腸道炎癥因子的測定。取盲腸內容物于凍存管內，于-80 ℃保存，用于腸道內容物短鏈脂肪酸水平的測定。

1.3.4 脂肪指數和Lee's指數的測定[1]

1.3.5 血糖和血脂水平的檢測

采用全自動血生化分析儀測定大鼠血清中空腹血糖（FPG）、甘油三酯（triglyceride，TG）、總膽固醇（total choles terol，TC）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）和高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）水平。

1.3.6 腸道內容物pH和短鏈脂肪酸的測定[14]

pH測定：將盲腸內容物0.5 g放于試管中，加入10倍體積蒸餾水，勻漿靜置2 h后取上清液，用電子pH計測定其pH值。

短鏈脂肪酸的測定：取盲腸內容物50 mg，加入500 μL甲醇并混勻，超聲提取10 min后在5 000 r/min條件下離心10 min，取上清液1 mL，用0.45 μm濾膜過濾，采用GC法測定腸道內容物短鏈脂肪酸。

1.3.7 血清和腸道炎癥因子的檢測

心尖取血離心后取得血清，立即按照試劑盒說明書檢測血清中TNF-α、IL-6和MCP-1的含量；取0.5 g小腸組織，按照質量比1∶9加入PBS于玻璃研磨器中制得組織勻漿，離心后取上清液，按照試劑盒說明書檢測腸道中TNF-α、IL-6和MCP-1的含量。

1.3.8 數據處理

試驗重復3次，結果以“平均值±標準差”（X±S）表示，采用SPSS 22.0軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 苗族紅酸湯對大鼠一般形態學特征的影響

實驗期間大鼠未出現死亡，各組大鼠攝食和飲水情況正常。陽性對照組大鼠體態臃腫，腹部肥大，毛發色澤暗淡，大便黏膩，與陰性對照組及酸湯組大鼠比較，活動量明顯減少，嗜睡，說明高脂飲食誘導下大鼠體態、毛發及精神狀態等發生了改變。陰性對照組、低劑量酸湯組和高劑量酸湯組大鼠體態正常，毛發柔順有光澤，大便干燥，活潑好動，說明大鼠在苗族紅酸湯灌胃干預下的形態學特征未發生改變。

2.2 苗族紅酸湯對大鼠體質量、Lee's指數及脂肪指數的影響

苗族紅酸湯對大鼠體質量、Lee's指數和脂肪指數的影響見圖1。由圖1可知，開始干預前，各組大鼠體質量無顯著差異（P＞0.05），經12周干預后，陰性對照組、低劑量和高劑量酸湯組大鼠的體質量、Lee's指數、脂肪指數均顯著低于陽性對照組（P＜0.05），說明酸湯干預可以有效抑制高脂飲食所引起的體質量增加，同時能降低高脂飲食導致的大鼠體內脂肪積聚。

圖1 苗族紅酸湯對大鼠體質量（a）、Lee's指數和脂肪指數（b）的影響Fig.1 Effect of Miao red sour soup on body mass (a),Lee's index and fat index (b) of rats

2.3 苗族紅酸湯對大鼠血糖和血脂的影響

苗族紅酸湯對大鼠血糖和血脂的影響見表1。由表1可知，與陰性對照組相比，陽性對照組大鼠的空腹血糖（FPG）及血清中的TG、TC的含量均顯著升高（P＜0.05），LDL-C含量升高，HDL-C含量顯著降低（P＜0.05），說明大鼠血脂代謝紊亂，結合其體質量和Lee's指數的顯著升高，說明高脂飲食成功誘導大鼠單純性肥胖。與陽性對照組相比，酸湯組大鼠的FPG、血清中的TG和TC含量顯著降低（P＜0.05），HDL-C含量顯著升高（P＜0.05），并且高劑量酸湯組大鼠血清中的LDL-C含量顯著降低（P＜0.05），說明貴州苗族紅酸湯可以改善高脂飲食所導致的大鼠空腹血糖升高和血脂紊亂。

表1 苗族紅酸湯對大鼠空腹血糖和血脂水平的影響Table 1 Effect of Miao red sour soup on fasting blood glucose and serum lipid level of rats

2.4 苗族紅酸湯對大鼠腸道內容物pH和短鏈脂肪酸含量的影響

苗族紅酸湯對大鼠腸道內容物pH和短鏈脂肪酸含量的影響見表2。由表2可知，與陽性對照組相比，陰性對照組和高劑量酸湯組腸道內容物的pH值顯著降低（P＜0.05），低劑量酸湯組腸道內容物的pH值降低，說明紅酸湯可以調節防止高脂飲食誘導的肥胖大鼠腸道內容物pH值的升高。由表2亦可知，與陽性對照組相比，各劑量酸湯組大鼠腸道內容物中乙酸、正丁酸和正戊酸的含量顯著升高（P＜0.05），并且高劑量酸湯組大鼠腸道內容物中的丙酸含量顯著升高（P＜0.05），說明貴州苗族紅酸湯可以有效增加大鼠腸道內容物中短鏈脂肪酸的含量。

表2 苗族紅酸湯對大鼠腸道內容物pH值和短鏈脂肪酸含量的影響Table 2 Effect of Miao red sour soup on pH and short-chain fatty acids content of cholesterol contents of rats

2.5 苗族紅酸湯對大鼠炎癥水平的影響

苗族紅酸湯對大鼠血清和腸道組織炎癥水平的影響分別見表3和表4。由表3和表4可知，與陰性對照組相比，陽性對照組大鼠經高脂飲食誘導發生肥胖后，大鼠血清及腸道中的炎癥因子TNF-α、IL-6和MCP-1含量顯著升高（P＜0.05）。經過酸湯干預后，與陽性對照組相比，低劑量酸湯組和高劑量酸湯組各大鼠血清中的炎癥因子TNF-α、IL-6和MCP-1含量顯著降低（P＜0.05），同時腸道組織中的炎癥因子TNF-α和MCP-1含量也顯著下降（P＜0.05），說明貴州苗族紅酸湯的干預可以有效減輕高脂飲食誘導大鼠肥胖時血清和腸道的炎癥水平。

表3 苗族紅酸湯對大鼠血清炎癥水平的影響Table 3 Effect of Miao red sour soup on serum inflammation levels of rats

表4 苗族紅酸湯對大鼠腸道炎癥水平的影響Table 4 Effect of Miao red sour soup on intestinal inflammation levels of rats

2.6 討論

本研究通過高脂飲食誘導大鼠發生單純性肥胖，在喂養高脂飲食的同時施以苗族紅酸湯的干預。12周干預結束時測量各組大鼠的體質量、空腹血糖和血脂水平，發現陽性對照組的體質量、血糖、TG、TC以及Lee's指數和脂肪指數均高于陰性對照組。肥胖個體往往伴隨著血脂代謝紊亂[15]，而且Lee's指數是一個衡量全身性肥胖的重要指標[16]。說明陽性對照組大鼠在高脂飲食的誘導下發生了單純性肥胖。喂養高脂飲食時給予苗族紅酸湯，發現低劑量和高劑量酸湯組大鼠的體質量減輕，脂肪指數和Lee's指數降低，空腹血糖和血脂水平改善。說明苗族紅酸湯對于高脂飲食誘導大鼠單純性肥胖和血脂紊亂具有一定的預防效果。

肥胖的發生往往伴隨著機體慢性炎性反應，在高脂飲食的誘導下，陽性對照組大鼠的血清和腸道炎癥因子THF-α、IL-6和MCP-1的水平均有不同程度的上升，說明大鼠發生肥胖時機體也處于慢性炎癥狀態。研究表明，THF-α、IL-6和MCP-1是典型的促炎因子，參與機體慢性炎癥的發生和發展[17]。THF-α可以抑制胰島素的信號轉導，引起血糖升高[18]。肥胖時脂肪組織可以分泌大量IL-6，而IL-6可以促進脂肪分解，升高游離脂肪酸，并抑制胰島素肝糖原代謝從而引起胰島素抵抗[19]。MCP-1是一種重要的炎癥趨化因子，可以促使炎細胞滲入胰島細胞，進而破壞胰島細胞，是引發胰島素抵抗等疾病的重要因素[20]。值得注意的是，喂養高脂飲食的同時給予苗族紅酸湯，發現經過紅酸湯干預后，大鼠血清及腸道組織中的炎癥因子THF-α和MCP-1的表達明顯減少，血清中IL-6含量降低，說明苗族紅酸湯可以預防高脂飲食誘導大鼠肥胖時機體伴隨的慢性炎癥，繼而發揮改善肥胖、胰島素抵抗等慢性代謝性疾病的作用。同時，在高劑量酸湯的干預下，大鼠腸道內容物pH降低，恢復至陰性對照組大鼠水平，并且由于苗族紅酸湯含有豐富的乙酸、乳酸等SCFAs，所以低劑量酸湯組和高劑量酸湯組腸道內容物中SCFAs的含量較陽性對照組明顯升高，而SCFAs在免疫調節、抑制炎癥反應及改善肥胖等方面具有重要作用[21-23]。一方面，SCFAs中的乙酸和丙酸可以與G蛋白耦聯受體（G protein-coupled receptors，GPCRs）結合，激活GPR43受體，產生多種內分泌激素比如瘦素，瘦素可以通過血腦屏障直接作用于下丘腦，從而降低食欲，改善肥胖。另一方面，SCFAs中的丙酸和丁酸可以抑制脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）的產生進而抑制IL-6和IL-12p40等促炎性因子的表達，也能通過抑制核轉錄因子κB（nuclear transcription factor-κB，NF-κB）通路抑制炎癥因子IL-6和TNF-α的分泌，進而發揮調節免疫系統的作用[24]。說明苗族紅酸湯可能通過增加腸道內容物中SCFAs的水平，進而抑制食欲和炎性因子的分泌來預防高脂飲食誘導的單純性肥胖和機體慢性炎性狀態。

諸多研究提出發酵食品具有降血脂、抗氧化、調節腸道菌群等作用[25]，說明發酵食品具有潛在的健康作用。這提示了苗族紅酸湯作為一種經微生物自然發酵并富含多種生物活性物質的發酵食品可能也具有預防肥胖、調節血脂等作用，與本研究結果一致。同時還發現了苗族紅酸湯可以改善肥胖發生時機體伴隨的慢性炎性反應，不僅為預防肥胖提供了新思路，也為苗族紅酸湯的開發與利用提供了理論基礎。

3 結論

采用紅酸湯灌胃高脂飲食誘導的單純性肥胖大鼠，以灌胃等體積的蒸餾水為陽性對照，連續灌胃12周后發現，與陽性對照組相比，低劑量（4 g/（kg·體質量））和高劑量（8 g/（kg·體質量））酸湯組大鼠的體質量減輕，Lee's指數和脂肪指數降低，FPG及血清中甘油三酯、總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇含量降低，高密度脂蛋白膽固醇含量升高，腸道內容物pH降低、短鏈脂肪酸含量增加，血清及腸道組織中TNF-α、IL-6和MCP-1含量降低。說明貴州苗族紅酸湯作為一種發酵食品，對高脂飲食誘導的單純性肥胖大鼠的血脂紊亂有一定預防作用，能改善其機體慢性炎性反應。